Mechanical Engineering Study/공정설계

고장형태영향분석, FMEA, PFMEA, DFMEA

로망사슴 2024. 12. 9. 08:07

FMEA를 작성하고 있는 FMEA TF조직

 

 

<기출 정리> 

22-2-4 PFMEA(Process Failure Mode and Effects Analysis) 관련하여 분석은 언제 실시하며, 분석을 하는 이유는 무엇이고, PFMEA 통해서 얻을 있는 것은 무엇인지 설명하시오.

19-4-2 FMEA(failure mode effect analysis) 대하여 설명하시오.

 

1. 개요

 

1) FMEA (Failure Mode Effect Analysis) 정의

 FMEA는 시스템적 방법으로, 시스템, 서브시스템, 부품에 대한 발생 가능한 모든 고장 모드를 결정하고, 이와 동시에 가능한 고장 영향 및 고장 원인을 제시하는 정성적 활동 
  • DFMEA : 제품이 고객의 의도된 사용 목적을 충족하도록 제품 설계 및 설정 사양 개발에 초점 
  • PFMEA : 제품이 설계 도면의 사양대로 반복적 제품이 생산되도록 제조 공정에 초점 

FMEA의 개략도, 신뢰성 공학

2) FMEA 목적 및 최종 결과/효과

가능한 빨리, 신속하게 위험 및 약점을 파악하여 설계 단계 혹은 공정설계 단계부터 적시에 개선할 수 있도록 하는 것, 
시스템 변경이나 부품 변경을 위해 설계단계에서 수행하는 예방 차원의 신뢰성 방법론, 신뢰성 평가의 최적 기준을 달성하기 위해 경험적 관점에서 부품을 분석하고 변경하며, RPN (Risk Priority Number)이라는 기준을 바탕으로 그 우선순위를 결정함 
디자인단계 FMEA인 DFMEA가 있고, 공정설계 단계 FMEA인 PFMEA가 있다 

(1) FMEA를 통해 찾아내려는 요소

① 잠재적인 고장 모드 
모든 예상 가능한 / 잠재적 고장 모드 조사 (가장 중요하고 힘든 단계)

② 잠재적인 고장 영향
모든 예상 가능한/잠재적인 고장의 영향 (끼칠 결과)조사

 

③ 잠재적인 고장 원인 
모든 예상 가능한 / 잠재적인 고장의 원인 조사 

기본적으로 이런 트리 구조가 만들어진다

(2) FMEA의 효과

  • 고장 확률이 작은 설계 : 고장 요인 및 잠재적 결함 사전 제거로 
  • 신뢰성 시험 항목 결정 : 신뢰성 시험 항목을 결정할 수 있음 
  • 문제 해결 메뉴얼 : 문제 해결 (trouble shooting) 메뉴얼을 개발하는 기초 자료로 활용
  • 진단 및 감시 기초 기능 : 진단사양서 등 고장 진단, 시스템 성능 감시를 위한 기초 정보로 활용
  • 노하우 축적 

 

3) FMEA 방법

중간에 방해나 회피 없이, 팀별로 하는게 아니라 개인 혹은 소규모 팀이 수행하는 것이라 체계적으로 수행이 필요함. 
(설계, 시험, 품질, 재무, 물류, 영업, 생산, 생산계획 등에서 차출된 FMEA 팀 단위로 수행)

흐름 : FMEA 계획 및 준비 -> 제품 분석 -> 기능 분석 -> 고장분석 -> 위험분석 -> 개선 및 최적화 -> 결과 공유 

결과물은 단계 - 파트 - 잠재고장 - 고장영향 - 심각도 - 고장 원인 - 발생도 - 관리방법 - 검출도(현재의 관리방법으로 발생할 정도) - RPN - 조치결과 (RPN은 심각도, 발생도, 검출도의 곱으로 나타내진다)  순으로 기록함

FMEA 구성

① 준비 및 계획 단계

② 제품 및 공정 분석 단계

③ 기능 분석 단계 

④ 고장 분석 단계

⑤ 위험도 분석 단계

⑥ 최적화 및 결론/대책 도출 단계

⑦ 결과 작성 및 공유 단계 

RPN (Risk Priority Number) 
심각도 x 발생도 x 검출도로 나타낼 수 있음 
- 심각도 : 고장 영향은 얼마나 심각한가? 
- 발생도 : 고장 원인의 발생 확률은 어느정도인가? 
- 감지도 : 고장 원인의 감지도는 어느정도인가?

FMEA의 최종 결과물 (공정 FMEA) worksheet, 네이버 블로그
설계 FMEA의 좋은 예시, 블로그 자료

 

 

4) PFMEA

공정 관점의 FMEA를 의미

 

 

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